DE4213738A1

DE4213738A1 - Filling element for filling machines for filling bottles or similar containers

Info

Publication number: DE4213738A1
Application number: DE4213738A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Cluesserath; Dieter Krulitsch
Original assignee: Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Current assignee: KHS Maschinen und Anlagenbau AG
Priority date: 1992-04-25
Filing date: 1992-04-25
Publication date: 1993-10-28
Also published as: DE59300396D1; ATE125518T1; ES2076815T3; EP0567913B1; EP0567913A1

Abstract

A filling element for filling machines for filling bottles or similar containers has a filling element casing (3) which is made of metal. The latter contains a liquid channel (4) with a liquid valve (7) for the controlled delivery of a filling material via a delivery aperture and at least one gas duct. A liquid-channel section which is formed between the liquid valve (7) and the delivery aperture or the at least one gas duct can be connected via a valve control device (29) to connections for feeding and/or discharging treatment media, one of which is a hot sterilisation medium. To improve the filling process and/or the quality of the filling material drawn off, insulation is provided inside the filling element casing, which insulation encloses the liquid-channel section and/or the gas duct over at least part of their length and thermally insulates them from the filling element casing and/or the material of the latter. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement gemäß Oberbe griff Patentanspruch 1.The invention relates to a filling element according to Oberbe Handle claim 1.

Füllelemente dieser Art sind in unterschiedlichsten Ausfüh rungen bekannt, auch als solche mit langem Füllrohr (DE-OS 30 15 132). Die bekannten Füllelemente eignen sich insbe sondere auch zum Abfüllen eines flüssigen, insbesondere kohlensäurehaltigen Füllgutes unter Gegendruck in Flaschen oder dergleichen Behälter.Filling elements of this type come in a wide variety of designs stations known, also as such with a long filling tube (DE-OS 30 15 132). The known filling elements are particularly suitable special also for filling a liquid, in particular carbonated fillings under counterpressure in bottles or the like container.

Bekannt ist weiterhin auch (DE-OS 38 09 852), den jeweiligen Behälter vor einer Vorspannphase mit einem heißen Sterilisa tionsmedium zu behandeln. Der Behälter ist bei dieser Behandlung, die einem aseptischen bzw. sterilen Abfüllen des Füllgutes dient, ohne Dichtlage mit dem Füllelement in einer verschließbaren Glocke aufgenommen. Das heiße, vom Wasser dampf gebildete Sterilisationsmedium wird dem Innenraum des Behälters über ein langes Füllrohr zugeführt, welches Teil des zwischen dem Flüssigkeitsventil und der Abgabeöffnung gebildeten Abschnittes des Flüssigkeitskanales ist. Hierbei ist es nicht vermeidbar, daß das aus Metall gefertigte Füllelement-Gehäuse aufgeheizt wird, was von Nachteil insbesondere in bezug auf die Fülleigenschaften eines Füllgutes und dabei speziell eines kohlensäurehaltigen Füllgutes sein kann, und zwar beispielsweise dahingehend, daß durch eine zu hohe Abfüll-Temperatur größere Mengen an Kohlensäure insbesondere bei der Entlastung des Behälters freigesetzt werden und es hierdurch zu einem nicht erwünsch ten Aufschäumen des Füllgutes im Behälter kommt.It is also known (DE-OS 38 09 852), the respective Container before a tempering phase with a hot sterilizer treatment medium. The container is with this one Treatment that requires an aseptic or sterile filling of the Filling material serves without a sealing layer with the filling element in one lockable bell added. That hot, from the water steam formed sterilization medium is the interior of the Container fed through a long filling pipe, which part between the liquid valve and the discharge opening formed section of the liquid channel. Here it is unavoidable that the made of metal Filler housing is heated, which is a disadvantage especially with regard to the filling properties of a Filling material and especially a carbonated one Filled goods can be, for example, in that due to the filling temperature being too high Carbonic acid especially when relieving the pressure on the container to be released and thereby make it undesirable foaming of the contents in the container.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement aufzuzeigen, welches eine Behandlung der Behälter mit einem heißen Sterilisationsmedium ermöglicht, und zwar ohne die vorgenann ten, temperaturbedingten Nachteile. The object of the invention is to show a filling element, which is a hot treatment of the containers Sterilization medium allows, and that without the aforementioned ten, temperature-related disadvantages.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.A filling element is appropriate for solving this task formed the characterizing part of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Füllelement sind zumindest die wesentlichen Teillängen der im Füllelement-Gehäuse ausge bildeten und von dem heißen Sterilisationsmedium durch strömten Abschnitte des Flüssigkeitskanals sowie des Gasweges gegenüber dem Füllelement-Gehäuse oder dessen Material thermisch isoliert ausgeführt, so daß eine übermäßige Erwärmung des Füllelement-Gehäuses während des normalen Füllbetriebes durch das Sterilisationsmedium nicht auftritt. Demnach wird auch eine den Füllvorgang und/oder die Qualität des abgefüllten Füllgutes beeinträchtigende unerwünschte Erwärmung des Füllgutes wirksam vermieden. In vorteilhafter Weise ermöglicht es die Erfindung auch, das Füllelement-Ge häuse weiterhin aus Metall stabil und formbeständig zu fertigen.In the case of the filling element according to the invention, at least the essential partial lengths of the filler housing formed and from the hot sterilization medium flowed sections of the liquid channel and the gas path compared to the filler housing or its material executed thermally insulated so that an excessive Heating of the filler housing during normal Filling operation does not occur due to the sterilization medium. Accordingly, the filling process and / or the quality of the filled filling undesirable Heating of the contents effectively avoided. In advantageous The invention also makes it possible to fill the filler Ge housing still made of metal and stable manufacture.

Ist das Füllelement als solches mit Füllrohr ausgebildet, so ist dieses beispielsweise aus Metall so gefertigt, daß es eine möglichst geringe Masse und damit auch eine möglichst geringe Wärmespeicherfähigkeit aufweist. Das Füllrohr kann aber auch aus einem Material hergestellt sein, welches eine geringe Wärmespeicherkapazität besitzt, beispielsweise aus Kunststoff.If the filling element is designed as such with a filling tube, then For example, this is made of metal so that it as small a mass as possible and therefore also as small as possible has low heat storage capacity. The fill pipe can but also be made of a material which is a has low heat storage capacity, for example Plastic.

Das erfindungsgemäße Füllelement eignet sich für alle Verfahren, bei denen die Flaschen oder dergleichen Behälter zumindest vor dem Füllen bzw. vor einer der Vorspann- und Füllphase vorausgehenden Behandlungsphase mit einem heißen Sterilisataionsmedium, vorzugsweise mit Wasserdampf behandelt werden. Speziell eignet sich das erfindungsgemäße Füllelement auch bei einem Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter, bei dem der in Dichtlage mit dem Füllelement befindliche Behälter in einer Vorspannphase mit einem Inert-Gas gespült sowie vorgespannt und in einer zeitlich folgenden Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeits ventil mit dem flüssigen Füllgut gefüllt wird, wobei zumin dest zeitweise das von dem einlaufenden Füllgut aus dem Behälter verdrängte Rückgas über dem Gasweg des Füllelementes und die Steuerventileinrichtung in einen Rückgaskanal abgeführt wird. Das Spülen sowie teilweise Vorspannen erfolgt zur Einsparung von Inert-Gas in der Vorspannphase unter unmittelbarer Verwendung des Rückgases aus dem Rückgaskanal. Um dies bei einer hohen Qualität und langen Haltbarkeit des abgefüllten Füllgutes zu ermöglichen, wird der Innenraum des jeweiligen Behälters in der der Vorspannphase vorausgehenden Vorbehandlungsphase mit dem heißen Sterilisationsmedium (Wasserdampf) behandelt. Die hierbei verdrängte Luft sowie das insbesondere auch beim Spülen aus dem Innenraum des jeweiligen Behälters verdrängte Sterilisationsmedium werden über den Gasweg des Füllelements an die Atmosphäre oder in einen gesonderten Kanal abgeleitet.The filling element according to the invention is suitable for everyone Process in which the bottles or similar containers at least before filling or before one of the pretensioning and Filling phase preceding treatment phase with a hot Sterilization medium, preferably treated with steam will. The filling element according to the invention is particularly suitable also in a method for filling bottles or same container, in which the sealed position with the Containers in a pre-stressing phase with the filling element an inert gas, purged and biased and in one following filling phase with opened liquid valve is filled with the liquid product, at least at least temporarily from the incoming filling material from the Containers displaced return gas over the gas path of the filling element and the control valve device into a return gas duct is dissipated. The rinsing and partial pretensioning takes place to save inert gas in the preload phase under immediate use of the return gas from the return gas duct. To do this with a high quality and long durability of the to enable filled contents, the interior of the of the respective container in the preceding phase Pretreatment phase with the hot sterilization medium (Water vapor) treated. The air displaced here as well this especially when washing from the interior of the sterilization medium via the gas path of the filling element to the atmosphere or in derived a separate channel.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.Further developments of the invention are the subject of the Unteran claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur, die in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement mit langem Füllrohr zeigt, näher erläutert.The invention is described below with reference to the figure shown in simplified representation and with a filler element in section long filling tube shows, explained in more detail.

Das in der Figur dargestellte Füllelement 1 ist zusammen mit weiteren, gleichartigen Füllelementen 1 am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotorteils 2 einer Füllmaschine umlaufender Bauart angeordnet, die zum Füllen von Flaschen 43 mit einem kohlensäurehaltigen Füllgut (z. B. Bier) bestimmt ist.The filling element 1 shown in the figure is arranged together with further, similar filling elements 1 on the circumference of a rotor part 2 of a type rotating around a vertical machine axis, which is designed for filling bottles 43 with a carbonated filling material (e.g. beer) .

Das Füllelement 1 besteht im wesentlichen aus einem aus Metall gefertigtem Füllelement-Gehäuse 3, in welchem ein Flüssigkeitskanal 4 ausgebildet ist, der mit seinem in der Figur oberen Abschnitt 4′ mit einem Ringkanal oder Ringkessel 5 in Verbindung steht, der am Rotorteil 2 ausgebildet ist und zum Zuführen des flüssigen Füllgutes an die verschiedenen Füllelemente 1 dient. Der in der Figur untere Abschnitt 4′′ des Flüssigkeitskanals ist teilweise auch im Inneren eines langen Füllrohres 6 ausgebildet, welches achsgleich mit einer vertikalen Füllelementeachse VA angeordnet ist und über die Unterseite des Füllelementes 1 wegsteht.The filler 1 consists essentially of a metal filler housing 3 , in which a liquid channel 4 is formed, which is in its upper section 4 'in the figure with a ring channel or ring bowl 5 , which is formed on the rotor part 2 and serves to supply the liquid filling material to the various filling elements 1 . The lower section in the figure 4 '' of the liquid channel is partially formed inside a long filling tube 6 , which is arranged axially with a vertical filling element axis VA and protrudes from the underside of the filling element 1 .

Im Flüssigkeitskanal 4, d. h. zwischen den beiden Abschnitten 4′ und 4′′ ist das Flüssigkeitsventil 7 mit zugehörigem Ventilkörper 8 vorgesehen, der über einen Ventilstößel 9 mit einer an der Oberseite des Füllelement-Gehäuses 3 vorgesehe nen Einrichtung 10 zum Betätigen des Flüssigkeitsventils bzw. des Ventilkörpers 8 verbunden ist. Die Betätigungseinrichtung 10 ist vorzugsweise eine pneumatische Betätigungseinrichtung.In the liquid channel 4 , that is between the two sections 4 'and 4 '', the liquid valve 7 with associated valve body 8 is provided, which is provided via a valve tappet 9 with a device 10 provided on the top of the filler element housing 3 for actuating the liquid valve or of the valve body 8 is connected. The actuator 10 is preferably a pneumatic actuator.

Der Abschnitt 4′ des Flüssigkeitskanals 4 ist von einer Ausnehmung gebildet, die in den das Füllelement-Gehäuse 3 bildenden Metallklotz eingebracht ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist diese Ausnehmung im wesentlichen von zwei sich schneidenden Bohrungen 11 und 12 erzeugt, von denen die Bohrung 11 radial zur Achse VA verläuft und die von der Oberseite des Füllelement-Gehäuses 3 eingebrachte Bohrung 12 achsgleich mit der Achse VA liegt und im Bereich des Flüssig keitsventils 7 eine kegelstumpfförmige Fläche bildet, die als Ventilsitz 13 für den Ventilkörper 8 dient.The section 4 'of the liquid channel 4 is formed by a recess which is introduced into the metal block forming the filler element housing 3 . In the illustrated embodiment, this recess is essentially produced by two intersecting bores 11 and 12 , of which the bore 11 extends radially to the axis VA and the bore 12 introduced from the top of the filler element housing 3 lies coaxially with the axis VA and in Area of the liquid keitsventils 7 forms a frustoconical surface, which serves as a valve seat 13 for the valve body 8 .

Von der Unterseite des Füllelement-Gehäuses 3 her ist in dieses eine zylindrische, achsgleich mit der Achse VA angeordnete Ausnehmung 14 eingebracht, und zwar derart, daß diese Ausnehmung, deren Durchmesser bei der dargestellten Ausführungsform etwa gleich dem Durchmesser der Bohrung 12 ist im Bereich des Flüssigkeitsventils 7 an einem radial nach innen ragenden ringförmigen Absatz 15 endet, der an seiner Oberseite den Ventilsitz 13 bildet und an seiner Unterseite eine in einer Ebene senkrecht zur Füllelementachse VA liegende plane Ringfläche 16 aufweist.From the underside of the filler element housing 3, a cylindrical recess 14 , which is arranged coaxially with the axis VA, is introduced into it, in such a way that this recess, the diameter of which in the illustrated embodiment is approximately equal to the diameter of the bore 12 in the region of Liquid valve 7 ends at a radially inwardly projecting annular shoulder 15 , which forms the valve seat 13 on its upper side and has a flat annular surface 16 lying in a plane perpendicular to the filling element axis VA.

In die Ausnehmung 14 ist von unten her ein hülsenartiger Abschnitt 17′ eines Einsatzes 17 passend eingesetzt, der einstückig mit dem hülsenartigen Abschnitt 17′ einen platten artigen Abschnitt 17′′ aufweist, welcher gegen eine in einer Ebene senkrecht zur Füllelementachse VA angeordnete Unter seite des Füllelement-Gehäuses 3 flächig und dicht anliegt und mit seiner Füllelementachse VA umschließenden Außenfläche die Fortsetzung der Außenfläche des Füllelement-Gehäuses 3 bildet. Der Einsatz 17 ist aus einem thermisch-isolierenden Material, d. h. aus einem Material gefertigt, welches eine im Vergleich zum Metall des Füllelement-Gehäuses 3 wesentlich verminderte Wärmeleitfähigkeit besitzt. Der Einsatz 17 besteht bevorzugt aus Kunststoff.In the recess 14 , a sleeve-like section 17 'of an insert 17 is inserted from below, which integrally with the sleeve-like section 17 ' has a plate-like section 17 '', which against a arranged in a plane perpendicular to the filling element axis VA underside of Filling element housing 3 lies flat and tight and forms with its outer surface surrounding the filling element axis VA the continuation of the outer surface of the filling element housing 3 . The insert 17 is made from a thermally insulating material, ie from a material which has a significantly reduced thermal conductivity compared to the metal of the filler element housing 3 . The insert 17 is preferably made of plastic.

Der Abschnitt 17′ besitzt einen Außendurchmesser, der gleich, bevorzugt aber geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Ausnehmung, so daß der Einsatz mit dem Abschnitt 17′ mit Abstand in der Ausnehmung 14 gehalten ist und ein wärmeiso lierender geringer Luftspalt zwischen der Innenfläche der Ausnehmung 14 und der Außenfläche des Abschnittes 17′ verbleibt. Mit dem oberen, stirnseitigen Ende liegt der Abschnitt 17′ über eine die Füllelementachse VA konzentrisch umschließende ringförmige Dichtung 18 gegen die Ringfläche 16 des Absatzes 15 abgedichtet an. Für die Halterung und Sicherung des Einsatzes 17 ist dessen Abschnitt 17′′ vorzugs weise von unten her durch mehrere Schrauben mit dem Füll element-Gehäuse 3 verschraubt.The section 17 'has an outer diameter which is the same, but is preferably slightly smaller than the diameter of the recess, so that the insert with the section 17 ' is held at a distance in the recess 14 and a heat-insulating small air gap between the inner surface of the recess 14 and the outer surface of section 17 'remains. With the upper, front end of the section 17 'is sealed against the annular surface 16 of the paragraph 15 via a concentrically enclosing the filling element axis VA annular seal 18 . For the mounting and securing of the insert 17 , its section 17 '' is preferably screwed from below by several screws to the filling element housing 3 .

Der Einsatz 17 besitzt eine durchgehende, d. h. sich in den Abschnitten 17′ und 17′′ in Richtung der Füllelementachse VA erstreckende und an der Oberseite sowie Unterseite des Einsatzes 17 offene Ausnehmung 19, die im oberen Bereich des Abschnittes 17′ den Abschnitt 4′′ des Flüssigkeitskanales 4 außerhalb des Füllrohres 6 bildet. In der Ausnehmung 19 ist ebenfalls im oberen Bereich des Abschnittes 17′ das obere Ende des Füllrohres 6 unter Verwendung einer Dichtung 20 abgedichtet gehalten. Um einem axialen Verschieben des Rohres 6 nach oben entgegenzuwirken, liegt das Füllrohr 6 mit seinem oberen Ende gegen eine Ringfläche eines radial in die Ausnehmung 19 hineinragenden ringförmigen Absatzes 21 an.The insert 17 has a continuous, ie in the sections 17 'and 17 ''extending in the direction of the filling element axis VA and at the top and bottom of the insert 17 open recess 19 which in the upper region of section 17 ' section 4 '' forming the liquid passage 4 outside of the filling pipe. 6 In the recess 19 is also in the upper region of section 17 'the upper end of the filling tube 6 is kept sealed using a seal 20 . By an axial displacement of the tube 6 up counter, the filling pipe 6 is situated with its upper end against an annular surface of a radially projecting into the recess 19 annular shoulder 21st

Das Rohrende des Füllrohres 6 ist von einem Bund 6′ gebildet, an welchem die Dichtung 20 vorgesehen ist und das Füllrohr 6 einen vergrößerten Außendurchmesser aufweist. In Richtung der Füllelementachse unterhalb des Bundes 6′ und von diesem beabstandet weist das Füllrohr 6 einen weiteren Bund 6′′ mit vergrößertem Außendurchmesser auf, mit welchem sich das Füllrohr 6 in der Ausnehmung 19 abstützt, und zwar im Bereich des Abschnittes 17′ des Einsatzes 17. Durch den Bolzen 22, der eine nach unten gerichtete Schulter des Bundes 6′′ hintergreift, und Teil einer am Abschnitt 17′′ vorgesehenen Schnellverriegelungseinrichtung 23 ist, ist das Füllrohr 6 im Einsatz 17 jederzeit wieder entfernbar gehalten.The tube end of the filling tube 6 is formed by a collar 6 ', on which the seal 20 is provided and the filling tube 6 has an enlarged outer diameter. In the direction of the filling element axis below the collar 6 'and spaced therefrom, the filling tube 6 has a further collar 6 ''with an enlarged outer diameter, with which the filling tube 6 is supported in the recess 19 , in the region of section 17 ' of the insert 17th By the bolt 22 , which engages behind a downward shoulder of the federal government 6 '', and is part of a quick-locking device 23 provided on section 17 '', the filler tube 6 is held in the insert 17 at any time removably.

An der Unterseite des Abschnittes 17′′ ist ein die Füll elementachse VA sowie das Füllrohr 6 mit Abstand umschlie ßender Ring 24 vorgesehen, der eine das Füllrohr 6 um schließende ringförmige Öffnung 27 eines Gasweges definiert und gegen den beim Füllen einer Flasche 43 eine an einer Zentrierglocke 25 vorgesehene ringförmige Dichtung 26 abgedichtet anliegt, gegen die sich von unten her die in Dichtlage mit dem Füllelement 1 befindliche Flasche 43 mit ihrer Mündung 44 abstützt. Durch den Bund 6′ und 6′′ bzw. durch die zwischen diesen an der Außenfläche des Füllrohres 6 gebildete Einschnürung ergibt sich innerhalb des Einsatzes 17 ein das Füllrohr 6 umschließender und radial nach außen durch das Material des Einsatzes 17 begrenzter Gaskanal 28, der nach oben hin insbesondere durch die Dichtung 20 verschlossen ist und sich von diesem oberen Ende in der Ausnehmung 19 nach unten bis an die von dem Ring 24 umschlossene Gaskanalöffnung 27 erstreckt. Durch die vorgenannte Einschnürung werden auch die Masse und damit die Wärmespeicherfähigkeit des Füllrohres reduziert.On the underside of section 17 '' is a filling element axis VA and the filling tube 6 with spacing enclosing ring 24 , which defines a filling tube 6 around closing annular opening 27 of a gas path and against which when filling a bottle 43 one at a Centering bell 25 provided sealed seal 26 , against which the bottle 43 located in the sealing position with the filling element 1 is supported with its mouth 44 from below. Through the collar 6 'and 6' 'and through the formed therebetween on the external surface of the filler pipe 6 constriction a fill tube 6 surrounds and radially outward through the material of the insert 17 limited gas channel 28, which results upon within the insert 17 is closed at the top in particular by the seal 20 and extends from this upper end in the recess 19 down to the gas channel opening 27 enclosed by the ring 24 . The aforementioned constriction also reduces the mass and thus the heat storage capacity of the filling pipe.

An der bezogen auf die Maschinenachse radial außen liegenden Seite ist am Füllelement-Gehäuse 3 eine Steuerventilanordnung 29 vorgesehen, die im wesentlichen aus einer Schiebersteuer einrichtung 30 sowie aus einem zusätzlichen, individuell steuerbaren Steuerventil 31 mit zugehörigem, vorzugsweise pneumatischem Betätigungselement 32 besteht. On the side lying radially on the outside of the machine axis, a control valve arrangement 29 is provided on the filler element housing 3 , which essentially consists of a slide control device 30 and an additional, individually controllable control valve 31 with an associated, preferably pneumatic actuating element 32 .

Die Schiebersteuereinrichtung 31 besteht im wesentlichen aus einem Ventil-Gehäuse, welches von einer Sockelplatte 33 und einem ringförmigen Gehäuseteil 34 gebildet ist, sowie aus einer in diesem Ventil-Gehäuse um eine Achse radial zur Füllelementachse VA drehbar angeordneten Schieberscheibe 35, die mit einem Betätigungshebel 36 verbunden ist. Letzterer wirkt in bekannter Weise bei umlaufender Füllmaschine mit ortsfesten Steuerelementen, beispielsweise mit Steuerkurven oder Steuernocken an einem ortsfesten Steuerring zusammen. In der Sockelplatte 33 sind verschiedene Kanäle zum Zuführen und Abführen von Betriebs- oder Behandlungsmedien, insbesondere auch die beiden Kanäle 37 und 38 ausgebildet, von denen der Kanal 37 sowohl von der Schieberscheibe 35 bzw. dessen Stellung, als auch von dem Ventil 31 und der Kanal 38 lediglich von der Schieberscheibe 35 gesteuert sind. Der Kanal 37 ist mit dem Gaskanal 28 verbunden. Der Kanal 38 steht mit dem Abschnitt 4′′ des Flüssigkeitskanales 4 in Verbindung.The slide control device 31 essentially consists of a valve housing, which is formed by a base plate 33 and an annular housing part 34 , and a slide disk 35 , which is arranged in this valve housing so as to be rotatable about an axis radially to the filler element axis VA, and which has an actuating lever 36 connected is. The latter interacts in a known manner with a rotating filling machine with fixed control elements, for example with control cams or control cams on a fixed control ring. In the base plate 33 , various channels for supplying and removing operating or treatment media, in particular also the two channels 37 and 38, are formed, of which the channel 37 both from the slide plate 35 or its position, and from the valve 31 and the Channel 38 are controlled only by the slide disc 35 . The channel 37 is connected to the gas channel 28 . The channel 38 is connected to the section 4 '' of the liquid channel 4 .

Die aus Metall gefertigte Sockelplatte 33, an der auch das Ventil 31 mit seiner Betätigungseinrichtung 32 vorgesehen ist, ist nicht unmittelbar an dem Füllelement-Gehäuse 3 befestigt, sondern mittelbar über eine zwischen der Sockel platte 33 und dem Füllelement-Gehäuse 3 angeordnete Platte 39 aus einem thermisch isolierenden Material, vorzugsweise aus Kunststoff. Durch die Platte 39 sind selbstverständlich auch diejenigen Kanäle hindurchgeführt, die teilweise in der Sockelplatte 33 und teilweise im Füllelement-Gehäuse 3 verlaufen, und somit insbesondere auch die Kanäle 37 und 38, wobei die im Füllelement-Gehäuse 3 vorgesehenen Teillängen dieser Kanäle jeweils in einer aus einem thermisch isolieren den Material (vorzugsweise Kunststoff) hergestellten und in das Füllelement-Gehäuse 3 eingesetzten Hülse 40 bzw. 41 gebildet sind. Durch entsprechende Dichtungen ist in jedem Kanal und dabei insbesondere auch in den Kanälen 37 und 38 für dichte Übergänge zwischen Sockelplatte 33 - Platte 39 - Hülse 40 bzw. 41 - Einsatz 17 bzw. Abschnitt 17′ gewährlei stet. Soweit in einzelnen Kanälen Drosseln anzuordnen sind, sind diese bevorzugt in der Platte 39 vorgesehen, wie dies für die Drossel 42 angedeutet ist. Hierdurch ergibt sich eine in konstruktiver Hinsicht besonders einfache Lösung.The base plate 33 made of metal, on which the valve 31 is also provided with its actuating device 32 , is not directly attached to the filler element housing 3 , but indirectly via a plate 39 arranged between the base 33 and the filler element housing 3 a thermally insulating material, preferably made of plastic. Of course, those channels are also passed through the plate 39 , some of which run in the base plate 33 and some in the filling element housing 3 , and thus in particular also the channels 37 and 38 , the partial lengths of these channels provided in the filling element housing 3 each in one from a thermally insulate the material (preferably plastic) produced and inserted into the filler housing 3 sleeve 40 and 41 are formed. By appropriate seals is in each channel and in particular in the channels 37 and 38 for tight transitions between the base plate 33 - plate 39 - sleeve 40 or 41 - insert 17 or section 17 'guaranty. Insofar as throttles are to be arranged in individual channels, these are preferably provided in the plate 39 , as is indicated for the throttle 42 . This results in a particularly simple design solution.

Die Steuerventileinrichtung 29 dient zur Steuerung des Füllelementes in bezug auf die Behandlungsmedien, d. h. CO₂-Gas sowie eines verwendeten heißen Sterilisationsmediums (Wasserdampf), und zwar während einer der eigentlichen Füllphase vorausgehenden Vorbehandlungs- und Vorspannphase, während der Füllphase sowie während des auf die Füllphase folgenden Entlastens. Mit dem Füllelement 1 ist beispiels weise folgender Verfahrensablauf beim Füllen einer Flasche 43 möglich:The control valve device 29 serves to control the filling element in relation to the treatment media, ie CO ₂ gas and a hot sterilization medium (water vapor) used, namely during a pre-treatment and pre-tensioning phase preceding the actual filling phase, during the filling phase and during the filling phase following relief. With the filling element 1 , for example, the following procedure is possible when filling a bottle 43 :

1. Displacing the air from the bottle 43 with steam

Nach dem Positionieren der Flasche 43 unter dem Füllelement 1 erfolgt bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 7 ein Dampfstrom über den Kanal 38 und das Füllrohr 6 in die Flasche 43. Die Flasche 43 ist hierbei über den Gaskanal 28, den Kanal 37 und das geöffnete Ventil 31 zur Atmosphäre hin entlüftet.After the bottle 43 has been positioned under the filling element 1 , with the liquid valve 7 closed, a steam flow takes place via the channel 38 and the filling tube 6 into the bottle 43 . The bottle 43 is vented to the atmosphere via the gas channel 28 , the channel 37 and the open valve 31 .

2. Sterilize bottle 43 with saturated steam

Nach dem Verdrängen der Luft aus der Flasche 43 wird das Ventil 31 geschlossen, wobei weiterhin über den Kanal 38 und das Füllrohr 6 Wasserdampf zugeführt bzw. der Innenraum der Flasche 43 mit diesem Wasserdampf beaufschlagt wird, sich im Inneren der Flasche 43 also ein hoher Dampfdruck einstellt. Dieser Zustand wird über eine vorgegebene Zeitperiode (Sterilisationszeit) aufrechterhalten.After the air has been displaced from the bottle 43 , the valve 31 is closed, water vapor continuing to be supplied via the channel 38 and the filling pipe 6, or the interior of the bottle 43 being acted upon by this water vapor, ie a high vapor pressure inside the bottle 43 sets. This state is maintained over a predetermined period of time (sterilization time).

3. Remove the vapor from the bottle 43

Nach Ablauf der Sterilisationszeit wird der Dampf aus der Flasche 43 in geeigneter Weise entfernt, und zwar beispiels weise zunächst durch Ablassen des Dampfes über das geöffnete Ventil 31 zur Atmosphäre und dann anschließend durch Ver drängen des Dampfes mittels CO₂-Gas, welches über den Kanal 38 und das Füllrohr 6 in die Flasche 43 geleitet wird, wobei der verdrängte Dampf über die Gaskanalöffnung 27, den Gaskanal 28 und den Kanal 37 bei geöffneten Ventil 31 abfließt.After the sterilization time, the steam is removed from the bottle 43 in a suitable manner, for example, first by releasing the steam through the open valve 31 to the atmosphere and then then by displacing the steam by means of CO ₂ gas, which is via the channel 38 and the filling tube 6 is passed into the bottle 43 , the displaced steam flowing out via the gas channel opening 27 , the gas channel 28 and the channel 37 when the valve 31 is open.

4. Preload and fill

In anschließenden Verfahrensschritten erfolgt dann das Vorspannen und Füllen der jeweiligen Flasche 43, wobei beim Füllen das vom zufließenden Füllgut aus der Flasche 43 ver drängte CO₂-Gas über den Gaskanal und den Kanal 37 abfließt.In subsequent process steps, the respective bottle 43 is then pretensioned and filled, the CO ₂ gas displaced from the inflowing filling material from the bottle 43 flowing out via the gas channel and the channel 37 during filling.

5. Relieve

Nach Beendigung des Füllens bzw. der Füllphase erfolgen dann Entlasten sowie Absenken der gefüllten Flasche 43. Bei diesem Absenken wird beispielsweise ein reduzierter Dampfstrom über den Kanal 37 und den Gaskanal 29 eingestellt, der an der Gaskanalöffnung 27 austritt und eine zusätzliche Sterilisa tion der Mündung 44 der Flasche 43 sowie auch des Füllelemen tes 1 insbesondere im Bereich der Dichtung 26 bewirkt und außerdem auch wirksam verhindert, daß eventuelle Keime aus der Umgebungsluft in die gefüllte, noch nicht verschlossene Flasche 43 gelangen können. Sobald die jeweilige Flasche 43 soweit abgesenkt ist, daß das untere Ende des Füllrohres 6 sich aus dem Füllgut in der Flasche 43 herausbewegt werden kann, wird auch über den Kanal 38 und das Füllrohr 6 ein reduzierter Dampfstrom eingestellt, der an der Unterseite des Füllrohres 6 austritt.After the filling or the filling phase has ended, the filled bottle 43 is relieved and lowered. With this lowering, for example, a reduced steam flow is set via the channel 37 and the gas channel 29 , which emerges at the gas channel opening 27 and causes an additional sterilization of the mouth 44 of the bottle 43 and also of the filling element 1, in particular in the area of the seal 26 , and also also effectively prevents any germs from the ambient air from getting into the filled, not yet sealed bottle 43 . As soon as the respective bottle 43 has been lowered to such an extent that the lower end of the filling tube 6 can be moved out of the filling material in the bottle 43 , a reduced steam flow is also set via the channel 38 and the filling tube 6 , which on the underside of the filling tube 6 exit.

Durch die beschriebene Ausbildung ist gewährleistet, daß sämtliche Bereiche innerhalb des Füllelement-Gehäuses 3, die bei der Behandlung mit dem heißen Sterilisationsmedium bzw. mit dem Wasserdampf von diesem durchströmt werden, gegenüber dem Füllelement-Gehäuse 3 thermisch isoliert sind. Hierdurch werden wirksam ein Aufheizen des Füllelement-Gehäuses 3 und damit auch eine Erwärmung des dieses Füllelement-Gehäuses beim Füllen durchströmenden flüssigen Füllgutes vermieden. The configuration described ensures that all areas within the filler element housing 3 which are flowed through during the treatment with the hot sterilization medium or with the water vapor are thermally insulated from the filler element housing 3 . In this way, heating of the filling element housing 3 and thus also heating of the liquid filling material flowing through this filling element housing during filling are effectively avoided.

Für das flüssige Füllgut ist somit die für ein optimales Abfüllen angestrebte niedrige Temperatur gewährleistet, und zwar trotz der Verwendung des heißen Sterilisationsmediums.For the liquid filling material, this is for an optimal one Bottling guaranteed low temperature, and despite the use of the hot sterilization medium.

Besonders vorteilhaft ist bei der beschriebenen Ausführung, daß der Einsatz 17 und dabei insbesondere dessen Abschnitt 17′ eine thermische Isolierung sowohl des Gaskanals 28 als auch des Füllrohrs 6 gegenüber dem Füllelement-Gehäuse 3 bewirkt. Durch einen kegelförmigen Kunststoffaufsatz 8′ ist auch der bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 7 den Abschnitt 4′′ verschließende Teil des Ventilkörpers 8 thermisch isoliert ausgeführt, wobei gleichzeitig sowohl der Ventilsitz 13, als auch der mit diesem Ventilsitz zusammenwirkende Teil des Ventilkörpers 9 aus Metall bestehen und somit eine hohe Lebensdauer bzw. Standzeit für das Füllelement 1 bzw. dessen Flüssigkeitsventil gewährleistet sind.It is particularly advantageous in the described embodiment that the insert 17, and in particular its section 17 ', causes thermal insulation of both the gas channel 28 and the filling tube 6 with respect to the filling element housing 3 . By a cone-shaped plastic article 8 'is also the closed liquid valve 7 to the section 4' is executed thermally insulated of the valve body 8 'closing part, at the same time consist of both the valve seat 13, and the cooperating with this valve seat portion of the valve body 9 of metal and thus a long service life or service life for the filling element 1 or its liquid valve are guaranteed.

Zur weiteren Verbesserung der thermischen Isolation ist es auch möglich, das Füllrohr 6 nicht aus Metall, sondern aus einem Material mit geringer thermischer Leitfähigkeit, beispielsweise aus Kunststoff zu fertigen. Soll das Füllrohr 6 gleichzeitig als füllhöhenbestimmende Sonde verwendet werden, so ist es in diesem Fall in einem über die Unterseite des Füllelementes 1 vorstehenden Bereich an seiner Außen fläche elektrisch leitend ausgebildet, und zwar beispiels weise durch Metallisieren.To further improve the thermal insulation, it is also possible to manufacture the filling tube 6 not from metal, but from a material with low thermal conductivity, for example from plastic. If the filler tube 6 is to be used at the same time as a fill-level-determining probe, it is in this case electrically conductive in a region projecting beyond the underside of the filler element 1 on its outer surface, for example by metallization.

Dadurch, daß das Füllelement-Gehäuse 3 aus Metall gefertigt ist, ist eine einwandfreie Funktion des Füllelementes 1 durch Formbeständigkeit und hohe Belastbarkeit, insbesondere auch mechanische Belastbarkeit sichergestellt.The fact that the filler element housing 3 is made of metal ensures that the filler element 1 functions properly due to its dimensional stability and high resilience, in particular also mechanical resilience.

Aufstellung der verwendeten BezugsziffernList of the reference numbers used

1 Füllelement
2 Rotorteil
3 Füllelement-Gehäuse
4 Flüssigkeitskanal
4′, 4′′ Abschnitt
5 Ringkessel
6 Füllrohr
6′, 6′′ Bund
7 Flüssigkeitsventil
8 Ventilkörper
8′ Ansatz
9 Ventilstößel
10 Betätigungselement
11, 12 Bohrung
13 Ventilsitz
14 Ausnehmung
15 Absatz
16 Ringfläche
17 Einsatz
17′, 17′′ Abschnitt
18 Dichtung
19 Ausnehmung
20 Dichtung
21 Absatz
22 Bolzen
23 Verriegelungseinrichtung
24 Ring
25 Zentriertulpe
26 Dichtung
27 Gaskanalöffnung
28 Gaskanal
29 Steuerventileinrichtung
30 Schiebersteuereinrichtung
31 Steuerventil
32 Betätigungselement
33 Sockelplatte
34 Gehäuseteil
35 Schieberscheibe
36 Betätigungshebel
37, 38 Kanal
39 Platte
40, 41 Hülse
42 Drossel
43 Flasche
44 Mündung 1 filling element
2 rotor part
3 filling element housing
4 liquid channel
4 ′, 4 ′ ′ section
5 ring bowls
6 filling tube
6 ′, 6 ′ ′ federal government
7 liquid valve
8 valve body
8 ′ approach
9 valve lifters
10 actuating element
11, 12 hole
13 valve seat
14 recess
15 paragraph
16 ring surface
17 use
17 ′, 17 ′ ′ section
18 seal
19 recess
20 seal
21 paragraph
22 bolts
23 locking device
24 ring
25 centering tulip
26 seal
27 gas channel opening
28 gas channel
29 control valve device
30 slide control device
31 control valve
32 actuator
33 base plate
34 housing part
35 slide disc
36 operating lever
37, 38 channel
39 plate
40, 41 sleeve
42 throttle
43 bottle
44 mouth

Claims

1. Filling element for filling machines for filling bottles or the like. Containers with a liquid filling material, with a filling element housing ( 3 ) made of metal, in which a liquid channel ( 4 ) is formed for the filling material, with one in the liquid channel ( 4 ) provided liquid valve ( 7 ) for the controlled dispensing of the filling material via the liquid channel ( 4 ) and a dispensing opening of the filling element ( 1 ) to the interior of a container ( 43 ) arranged on the filling element ( 1 ) and to be filled, with at least one in the filling element Housing ( 3 ) formed gas path, as well as with a control valve device ( 29 ), via which a section ( 4 '') of the liquid channel formed between the liquid valve ( 7 ) and the discharge opening and / or the at least one gas path with connections for supply and / or or discharge of treatment media can be connected, characterized by connections for supplying and / or discharging a hot S Sterilization medium as a treatment medium and provided by an inside of the filling element housing ( 3 ), the section ( 4 '') of the liquid channel ( 4 ) and / or the gas path at least over a part length and against the filling element housing ( 3 ) or its material thermally insulating insulation ( 8 ', 17 , 39 , 40 , 41 ).

2. Filling element according to claim 1, characterized in that the thermal insulation of at least one element or insert ( 8 ', 17 , 39 , 40 , 41 ) is formed from a thermally insulating material, preferably from plastic.

3. Filling element according to claim 2, characterized in that the insert ( 17 ) forming the thermal insulation has at least one sleeve-like first section ( 17 ') in a in the filling element housing ( 3 ) on the liquid valve ( 7 ) following bore ( 14 ) is arranged and encloses at least a partial length of the section ( 4 '') of the liquid channel.

In that the insert (17) 4. Filling element according to claim 3, characterized in that at least on a partial length of the inner surface of the portion (4 '') of the liquid channel (4).

5. Filling element according to claim 2 or 3, characterized in that the insert ( 17 ) also encloses a partial length of the gas path or a gas channel ( 28 ) forming this partial length.

6. Filling element according to claim 5, characterized in that the gas channel ( 28 ) and the section ( 4 '') of the liquid speed channel in the region of the first section ( 17 ') of the insert ( 17 ) are arranged concentrically to one another.

7. Filling element according to one of claims 2 to 6, characterized in that the insert ( 17 ) has a second, plate-shaped section ( 17 '') which projects beyond the underside of the filling element housing ( 3 ) and also from the thermally insulating Material, preferably made of plastic.

8. Filling element according to one of claims 2 to 7, characterized marked by a filling tube ( 6 ) which forms a partial length of the section ( 4 '') of the liquid channel ( 4 ) and on an upper, in the filling element housing ( 3 ) held NEN Part of the thermal insulation ( 17 ) is enclosed.

9. Filling element according to claim 8, characterized in that the filling tube ( 6 ) is held with its upper portion in the first section ( 17 ') of the insert ( 17 ) forming the thermal insulation.

10. Filling element according to claim 9, characterized in that the upper end of the filling tube ( 6 ) in the axial direction (VA) of the filling tube ( 6 ) from the liquid valve ( 7 ) is spaced.

11. Filling element according to claim 9 or 10, characterized in that the filling tube ( 6 ) of an in the first section ( 17 ') of the insert ( 17 ) formed, annular gas channel ( 28 ) is concentrically enclosed and, if necessary, by a coating is thermally insulated from the gas channel ( 28 ).

12. Filling element according to one of claims 7 to 11, characterized by a marked on the second section ( 17 '') of the insert ( 17 ) locking device ( 23 ) for releasably holding the filling tube ( 6 ) on the filling element ( 1 ).

13. Filling element according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the section ( 4 '') of the liquid keitskanales ( 4 ) and / or in the gas channel ( 28 ) in the filling element housing ( 3 ) trained and to Control valve device ( 29 ) leading connecting channel opens, and that this connecting channel is thermally insulated from the material of the filler element housing ( 3 ).

14. Filling element according to claim 13, characterized in that the connecting channel is formed from the bore of a sleeve-like insert ( 40 , 41 ) from thermally isolating the material.

15. Filling element according to one of claims 1 to 14, characterized in that the control valve device ( 29 ) at least one valve housing or a base plate ( 33 ) with channels ( 37 , 38 ) formed in this or these for the controlled supply and / or or removal of the sterilization medium, and that the valve housing or the base plate ( 33 ) is thermally insulated on the filler housing ( 3 ).

16. Filling element according to claim 15, characterized in that the valve housing or the base plate ( 33 ) via a plate ( 39 ) made of thermally insulating material, before preferably via a plastic plate ( 39 ) with the filling element housing ( 3 ) and that the channels ( 37 , 38 ) for the controlled supply and / or discharge of the sterilization medium are guided through the plate ( 39 ).

17. Filling element according to claim 16, characterized in that in the plate ( 39 ) at least one throttle ( 42 ) provided in a channel is arranged.

18. Filling element according to one of claims 1 to 17, characterized in that the liquid valve ( 7 ) has a valve body ( 8 ) interacting with a valve seat ( 13 ), and in that the valve body ( 8 ) at least at one of the section ( 4 ') the liquid channel ( 4 ) facing side ( 8 ' ) is made of a thermally insulating material, preferably plastic.

19. Filling element according to one of claims 1 to 18, characterized marked by a plastic filling tube ( 6 ).

20. Filling element according to claim 19, characterized in that the filling tube ( 6 ) is metallized in a partial area to form a conductivity probe.

21. Filling element according to one of claims 1-20, characterized in that the control valve device ( 29 ) or elements of this control valve device, preferably a slide disc ( 35 ) of a slide control device ( 30 ) of the control valve device ( 29 ) made of a thermally insulating material, preferably ceramic manufactures are.